plc系统安装与调试电子教案(全)完整版课件整套教学课件.pptx
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1、PLCPLC系统安装与调试系统安装与调试课程引入与知识储备子项目1 认识PLC 1.PLC概述 PLC在早期是一种开关逻辑控制装置,被称为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,它在固有的系统程序的支持下,按照“输入采样用户程序运算输出刷新”的步骤循环地工作,用于控制机器或生产过程的动作顺序。课程引入与知识储备子项目1 认识PLC 2.PLC的主要优点和特点 (1)PLC主要有以下优点:能适应工程环境要求;由程序控制,工作可靠;通用、经济;专用性与通用性兼顾;编程简单,可边学边用;体积小、功能强、用途广。课程引入与知识储备子项目1 认识PL
2、C 2.PLC的主要优点和特点 (2)PLC主要有以下特点:学习PLC编程容易;控制系统简单,更改容易,施工周期短;系统维护容易.课程引入与知识储备子项目1 认识PLC 3.PLC的应用(1)开关量的逻辑控制(2)过程控制(3)运动控制(4)数据处理(5)通信联网课程引入与知识储备子项目1 认识PLC 4.PLC的分类及编程语言 (1)PLC的分类 PLC通常以输入输出点(I/O)总数的多少进行分类。I/O点数在128以下为小型机;I/O点数在129512点为中型机;I/O点数在513点以上为大型机。PLC的I/O点数越多,其存储容量也越大。课程引入与知识储备子项目1 认识PLC 4.PLC的
3、分类及编程语言 (2)PLC的编程语言 PLC的编程语言常用的有梯形图、指令表和SFC图。PLC的常用编程工具有:手持式编程器;个人电脑。课程引入与知识储备子项目1 认识PLC 5.PLC与各类控制系统的比较(1)PLC与继电器控制系统的比较(2)PLC与单片机控制系统比较(3)PLC与计算机控制系统的比较(4)PLC与传统的集散型控制系统的比较课程引入与知识储备子项目1 认识PLC 6.PLC控制系统的类型(1)PLC构成的单机系统(2)PLC构成的集中控制系统(3)PLC构成的分布式控制系统课程引入与知识储备子项目1 认识PLC 7.PLC的发展趋势(1)高性能、高速度、大容量发展(2)向
4、小型化和大型化两个方向发展(3)大力开发智能模块,加强联网与通信能力(4)增强外部故障的检测与处理能力(5)编程语言多样化(6)与其他工业控制产品更加融合(7)与现场总线相结合(8)通信联网能力增强课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成(1)S7-200CNPLC实物图课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成(2)S7-200系列PLC硬件结构课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成 CPU:接受、存储用户程序和数据,送入存储器存储;按扫描工作方式接收来自输入单元的数据和信息,并存入相应的数据存储区(输入映象寄存器
5、);执行监控程序和用户程序,完成数据和信息的逻辑处理,产生相应的内部控制信号,完成用户指令规定的各种操作;根据数据处理的结果,刷新有关标志位的状态和输出映象寄存器表的内容,再经过输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成 存储器:存储器用于存放系统程序、用户程序和运行中的数据。包括系统程序存储器、用户程序存储器及工作数据存储器等3种。课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成(3)输入、输出接口 输入接口电路 课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成(3)输入、输出接口输入
6、接口电路 课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成(3)输入、输出接口 输出接口电路 课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成(3)输入、输出接口 输出接口电路 课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成 电源:PLC配有开关式稳压电源模块。电源模块把交流电源转换成供PLC的CPU、存储器等内部电路工作所需要的直流电源,使PLC正常工作。课程引入与知识储备子项目2 PLC的组成及工作原理1.PLC的组成 外部设备:编程器是可将用户程序输入PLC的存储器。可以用编程器检查程序、修改程序;还可以利用编程器监视PLC的工作状
7、态。它通过接口与CPU联系,完成人机对话。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(1)编程软件的安装 双击STEP 7-Micro/WIN编程软件的安装程序setup.exe图标,根据安装提示完成安装。进入安装程序时选择英语作为安装过程中的使用语言。完成安装后,用菜单命令“Tools”(工具)“Options”(选项),打开“Options”(选项)对话框,点击“General”(一般)“Chinese”(中文),然后点击“OK”按钮,重新打开编程软件的界面就是中文界面了。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7
8、 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(2)通信准备 课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(3)通信参数设置 在STEP 7-Micro/WINV4.0软件中文主界面上单击“通信”图标,则出现一个“通信”对话框,通信地址未设置时出现一个问号。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(3)通信参数设置 单击“设置PG/PC接口”按钮,出现“set PG/PC Interface”对话框,拖动滑块查看,默认的通信器件栏中有没有PC/PPI cable(电缆)项。课程
9、引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(3)通信参数设置 单击“Select”(选择)按钮,出现“Install/Remove Interface”(安装/删除通信器件)对话框。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(3)通信参数设置 在“Selection”(选择)框中选中PC/PPI cable,单击“Install”(安装)按钮,PC/PPI cable出现在右侧已安装框内。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程
10、软件的使用(3)通信参数设置 单击“Close”按钮,再单击“Ok”按钮,显示通信地址已设置好。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(4)建立和保存项目 文件 新建,创建一个新项目。文件保存,保存一个文件。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(5)选择PLC类型和CPU版本 PLC类型课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(6)输入指令的方法 在梯形图编辑器中有4种输入程序指令的方法:双击指令图标、拖
11、曳指令图标、指令工具栏编程按钮和特殊功能键(F4、F6、F9)。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(7)使用指令树指令图标输入指令 在梯形图编辑器中有4种输入程序指令的方法:双击指令图标、拖曳指令图标、指令工具栏编程按钮和特殊功能键(F4、F6、F9)。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(8)使用指令工具栏编程按钮输入指令 课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(9)查看指令表 查看STL 课程引
12、入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(10)程序编译 PLC编译 课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(11)程序下载 文件下载 课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(12)运行操作 程序下载到PLC后,将PLC状态开关拨到“RUN”位置或单击工具栏菜单 按钮,按下连接I0.5的按钮,则输出端Q0.2通电;松开此按钮,Q0.2断电,实现了点动控制功能。课程引入与知识储备子项目3 PLC编程软件1.STEP
13、 7 Micro/WIN V4.0编程软件的使用(13)程序运行监控 调试开始程序状态监控 项目一、料仓自动进料控制设计与实现1 1、PLCPLC控制系统设计的基本原则控制系统设计的基本原则 任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象(生产设备或生产过程)的工艺要求,以提高生产效率和产品质量。因此,在设计PLC控制系统时,应遵循以下基本原则:PLC的选择除了应满足技术指标的要求外,还应重点考虑该公司产品的技术支持与售后服务的情况。一般在国内应选择在所设计系统本地有着较方便的技术服务机构或较有实力的代理机构的公司产品,同时应尽量选择主流机型。最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前,应深入现场进行
14、调查研究,搜集资料,并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合,共同拟定电气控制方案,协同解决涉及中出现的各种问题。在满足控制要求的前提下,力求使控制系统简单、经济,使用及维修方便。保证控制系统的安全、可靠。考虑到生产的发展和工艺的改进,在选择PLC容量时,应适当留有裕量。对于不同的用户要求的侧重点有所不同,设计的原则应有所区别。如果以提高产品产量和安全为目标,则应将系统可靠性放在设计的重点,甚至考虑采用冗余控制系统;如果要求系统改善信息管理,则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化。项目一、料仓自动进料控制设计与实现2 2、系统设计的主要内容、系统设计的主要内容 根据生产设备或生产过程的工
15、艺要求,以及所提出的各项控制指标与经济预算,首先进行系统的总体设计。根据控制要求基本确定数字I/O点和模拟量通道数,进行I/O点初步分配,绘制I/O使用资源图。进行PLC系统配置设计,主要为PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件,正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用。选择PLC应包括机型的选择、容量的选择、I/模块的选择、电源模块的选择等。选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。设计控制程序,在深入了解与掌握控制要求、主要控制的基本方式以及应完成的
16、动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等方面情况之后,对较复杂的控制系统,可用状态流程图的形式全面地表达出来。必要时还可将控制任务分成几个独立部分,这样可化繁为简,有利于编程和调试。程序主要包括绘制控制系统流程图、设计梯形图、编制语句表程序清单。了解并遵循用户要求,重视人机界面的设计,增强人机间的友好关系。设计操作台、电气柜及非标准电器元部件。编写设计说明书及使用说明书。控制程序是控制整个系统工作的条件,是保证系统工作正常、安全、可靠的关键。因此,控制系统的设计必须经过反复调试、修改,直到满足要求为止。项目一、料仓自动进料控制设计与实现3 3、PLCPLC控制系统设计与调试的主要步骤控制系
17、统设计与调试的主要步骤项目一、料仓自动进料控制设计与实现4 4、PLCPLC控制系统硬件设计控制系统硬件设计 PLC机型的选择 PLC容量估算5 5、PLCPLC控制系统软件设计控制系统软件设计 程序设计前的准备工作 功能框图设计 编写程序 程序测试 编写程序说明书项目一、料仓自动进料控制设计与实现6 6、PLCPLC控制系统可靠性设计控制系统可靠性设计 工作环境 安装与布线 I/O端的接线 外部安全路 PLC的接地 冗余系统与热备用系统项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现1.逻辑取(装载)及线圈驱动指令LD/LDN(1)指令功能 LD(load):常开
18、触点逻辑运算的开始。对应梯形图则为在左侧母线或线路分支点处初始装载一个常开触点。LDN(load not):常闭触点逻辑运算的开始(即对操作数的状态取反),对应梯形图则为在左侧母线或线路分支点处初始装载一个常闭触点。=(OUT):输出指令,对应梯形图则为线圈驱动。对同一元件只能使用一次。项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现1.逻辑取(装载)及线圈驱动指令LD/LDN(2)指令格式 网络1 LD I0.0 /装载常开触点 =Q0.0 /输出线圈 网络2 LDN I0.0 /装载常闭触点 =M0.0 /输出线圈项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料
19、气缸双向电磁阀控制设计与实现2.触点串联指令A(And)、AN(And not)(1)指令功能 A(And):与操作,在梯形图中表示串联连接单个常开触点。AN(And not):与非操作,在梯形图中表示串联连接单个常闭触点。项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现2.触点串联指令A(And)、AN(And not)(2)指令格式网络网络1LD I0.0 /装载常开触点装载常开触点A M0.0 /与常开触点与常开触点=Q0.0 /输出线圈输出线圈网络网络2LD Q0.0 /装载常开触点装载常开触点AN I0.1 /与常闭触点与常闭触点=M0.0 /输出线圈输出
20、线圈A T37 /与常开触点与常开触点=Q0.1 /输出线圈输出线圈 项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现3.触点并联指令:O(Or)/ON(Or not)(1)指令功能 O:或操作,在梯形图中表示并联连接一个常开触点。ON:或非操作,在梯形图中表示并联连接一个常闭触点。项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现3.触点并联指令:O(Or)/ON(Or not)(2)指令格式网络网络1LD I0.0O I0.1ON M0.0=Q0.0网络网络2LDN Q0.0A I0.2O M0.1AN I0.3O M0.2=M0.1项
21、目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现4.电路块的串联指令ALD(1)指令功能 ALD:块“与”操作,用于串联连接多个并联电路组成的电路块。项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现4.电路块的串联指令ALD (2)指令格式项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现6.电路块的并联指令OLD(1)指令功能 OLD:块“或”操作,用于并联连接多个串联电路组成的电路块。项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现6.电路块的并联指令OLD (2)指令格式项目一、料
22、仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现7.逻辑堆栈的操作(1)指令功能 LPS(入栈)指令:LPS指令把栈顶值复制后压入堆栈,栈中原来数据依次下移一层,栈底值压出丢失。LRD(读栈)指令:LRD指令把逻辑堆栈第二层的值复制到栈顶,2-9层数据不变,堆栈没有压入和弹出。但原栈顶的值丢失。LPP(出栈)指令:LPP指令把堆栈弹出一级,原第二级的值变为新的栈顶值,原栈顶数据从栈内丢失。项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现7.逻辑堆栈的操作 (2)指令格式项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现8.
23、置位/复位指令 S/R(1)指令功能 置位指令S:使能输入有效后从起始位S-bit开始的N 个位置“1”并保持。复位指令R:使能输入有效后从起始位S-bit开始的N 个位清“0”并保持。项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现8.置位/复位指令 S/R (2)指令格式项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现9.脉冲生成指令 EU/ED(1)指令功能 EU指令:在EU指令前的逻辑运算结果有一个上升沿时(由OFFON)产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲,驱动后面的输出线圈。ED指令:在ED指令前有一个下降沿时产生一个宽度为一个扫
24、描周期的脉冲,驱动其后线圈。项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现9.脉冲生成指令 EU/ED (2)指令格式项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现10.定时器指令(1)工作方式项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现10.定时器指令(2)时基项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现10.定时器指令(3)工作原理:通电延时定时器(TON)指令项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现10.定时器指令(3)工作原理:
25、记忆型通电延时定时器(TON)指令项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现10.定时器指令(3)工作原理:断电延时型定时器(TOF)指令项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现11.计数器指令(1)指令格式项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现11.计数器指令(1)指令格式项目一、料仓自动进料控制设计与实现子项目1 进料气缸双向电磁阀控制设计与实现11.计数器指令(2)工作原理 加计数器指令(CTU)当R=0时,计数脉冲有效;当CU端有上升沿输入时,计数器当前值加1。当计数器当前值大于
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